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铝热连轧原理与技术

【作者】：张新明
【出版时间】：2010-12
【字数】：257（千字）
【定价】：￥60.00（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0170-5
【页码】：195（页）
【开本】：16开

本书包括10章内容。第1章简要介绍了铝及铝合金板带产品的基本特点,国内外铝热连轧技术的发展。通过对我国铝板带箔塑性加工装备和产品质量现状的分析, 论述了我国建设铝热连轧线的必要性和紧迫性。第2章介绍了铝热连轧生产线的设备配置及其特点, 并且结合世界上产量最大、技术水平最先进的德国Alunorf铝板带热连轧生产线进行了说明。第3章阐述了铝热连轧的工艺基础,包括金属流动的基本规律,轧制温度、轧制速度、变形程度及张力、润滑等工艺参数调控和确定的基本依据。第4章针对产品的高精度、高表面质量和高性能要求的组织结构, 论述了铝板带凸度、平直度的调控原理及调节系统,简介了工艺模型的自适应。第5章介绍了铝热连轧温度控制模型与技术。第6章介绍了厚度控制原理与技术。第7章介绍了凸度和平直度控制原理与技术。第8章介绍了表面质量控制原理与技术。第9章介绍了铝板带微观组织控制原理与技术。第10章介绍了铝板带冷轧、退火、成形等后续加工过程中组织结构、织构的演变原理与控制技术,以及成形性能的预测与调控技术等内容。

第1章铝热连轧技术的发展

1.1 铝及铝合金板带简介

1.2 铝板带箔生产供坯方式

1.3 铝热轧技术的发展状况

1.4 我国铝板带加工业概况

第2章铝热连轧生产线设备配置及其特点

2.1 铸锭铣床

2.2 推进式加热(均热)炉

2.3 轧机机组

2.3.1 粗轧机组

2.3.2 热连轧机机组

2.3.3 全自动数控轧辊磨床

2.4 Alunorf铝热连轧生产线简介

2.4.1 熔铸分厂

2.4.2 带锯与铣床

2.4.3 推进式加热炉

2.4.4 铸锭的搬运系统

2.4.5 半连续热轧机

2.4.6 双机架冷连轧机

2.4.7 高架仓库

第3章铝热连轧工艺基础

3.1 铝热连轧金属流动基本规律

3.1.1 连轧常数

3.1.2 连轧张力

3.1.3 连轧中的前滑和后滑

3.1.4 连轧中的推拉现象

3.2 热连轧工艺参数

3.2.1 轧制温度

3.2.2 轧制速度

3.2.3 压下制度

3.2.4 连轧张力的确定及其调控

3.2.5 乳液

3.2.6 辊形

3.3 三种典型产品轧制工艺

第4章铝热连轧凸度、平直度控制原理及工艺模型自适应

4.1 板形或平直度

4.2 精度控制目标

4.3 凸度和平直度控制原理

4.3.1 调节系统

4.3.2 离线模拟

4.3.3 在线控凸、控平系统

4.4 铝热连轧机工艺模型自适应

4.4.1 轧机设定系统概述

4.4.2 批次间自适应

4.4.3 铸锭到铸锭自适应v 4.4.4 道次到道次自适应

4.4.5 自适应系统的估计算法

4.5 Alunorf 2热连轧线板凸度控制简介

第5章铝热连轧温度控制

5.1 热连轧温度控制目标

5.2 热连轧过程的温度模型

5.2.1 热连轧过程的热量损失

5.2.2 热连轧过程轧件热量计算

5.2.3 精轧机组温降简化计算

5.3 热轧带坯温度变化及调控

5.3.1 调控温度的手段

5.3.2 典型温控系统

第6章铝热连轧厚度控制

6.1 板厚控制的基本原理

6.1.1 板厚波动的影响因素

6.1.2 板厚控制原理

6.2 板厚自动控制系统

6.2.1 粗轧GM-AGC控制

6.2.2 精轧机连轧过程AGC控制

第7章铝热连轧凸度和平直度控制

7.1 凸度和平直度控制(PFC)的原则

7.2 凸度控制的数学模型

7.3 板形板凸度自动控制

7.3.1 基于弯辊力和轧制力的凸度控制

7.3.2 基于冷却液喷淋的凸度控制

7.3.3 工作辊出口冷却控制

7.3.4 力跟随控制 (FFC)

7.4 凸度和平直度的调控

7.5 凸度和平直度检测与控制

第8章铝热连轧表面质量控制技术

8.1 乳液润滑

8.1.1 热粗轧乳液

8.1.2 热连轧乳液

8.1.3 乳液控制设备配置

8.1.4 乳液的维护管理

8.2 轧辊表面磨削及辊面清刷

8.2.1 轧辊表面磨削

8.2.2 清刷辊的配置

8.3 其他控制因素

8.3.1 轧机振动

8.3.2 铸锭铣面与加热

第9章铝热连轧板带的微观组织控制

9.1 铝板带生产的主要工序及控制参数

9.2 成分与铸锭均匀化

9.2.1 合金成分

9.2.2 铸锭均匀化

9.3 热轧过程中的微观组织的演变

9.4 热轧过程织构演变

第10章铝热轧板带后续加工与成形性能

10.1 冷轧、退火过程的模拟

10.1.1 力学性能的变化规律

10.1.2 冷轧退火后的立方织构形成

10.1.3 保留的轧制织构和R织构

10.1.4 不均匀变形后的再结晶

10.1.5 粒子诱发形核(PSN)

10.1.6 剪切带中的形核

10.2 薄板成形性能的预测与模拟

10.2.1 薄板成形性能模拟基础

10.2.2 成形性能的快速预测

10.3 3104铝合金罐料板中的织构演变及制耳

10.3.1 热轧后的织构和制耳

10.3.2 冷轧后的织构与制耳

参考文献

作者简介

张新明,教授,德国亚琛工业大学金属学及金属物理博士,国务院学位委员会授予的博士研究生导师,中南大学材料加工工程国家重点学科首席教授,铝973项目“高性能铝材与铝资源高效利用的基础研究”首席科学家,中国铝业高级技术顾问,2005—2010教育部材料科学与工程教学指导委员会委员、金属材料工程与冶金工程专业教学指导分委员会副主任委员。2001年当选为白俄罗斯工程科学院院士,2002年当选为俄罗斯工程院院士和俄罗斯宇航科学院院士。

从事铝、镁合金材料晶体学织构与微观组织控制原理及制备技术研究30年,完成了国家“973”、国家“863”、总装先进材料与制造技术预先研究、国防基础科研新材料与应用、国际科研合作和国家自然科学基金重点项目等多项课题,解决了多种高性能铝、镁合金材料设计与制备加工的重大工程技术难题。获国家科技进步一等奖各2项、二等奖1项;省部级科技进步一等奖5项、二等及三等奖2项;湖南省最高科技奖——光召奖、中铝合作奖;2005年被评为湖南省优秀教师。获发明专利31项;发表论文327篇,被SCI检索103篇,EI检索222篇,在《Acta Metallurgica》《Scripta Materialia》《Metallurgical and Materials Transactions A》等金属材料国际知名刊物发表论文80余篇。

从事铝、镁合金材料晶体学织构与微观组织控制原理及制备技术研究30年，完成了图示973、863、总装先进材料与制造技术预选研究、国防基础科研究新材料与应用、国际科研合作和国家自然科学基金重点项目等多项课题，解决了多种高性能铝、镁合金材料设计与制备加工的重大工程技术难题。

前言

该书结合对铝热连轧原理与技术介绍,编入了许多有关材料、机械、自动控制等学科的知识与研究成果,填补了目前金属塑性加工领域铝及铝合金热连轧书籍的空白,可供企业有关工程技术人员、高等院校有关师生和研究人员参考。

由于作者的学术水平和实践经验有限,对本书中存在的不当之处敬请同行和读者指正!

作者向在本书中所引用著作、论文及交流报告内容的所有作者和研究人员表示衷心感谢,感谢他们的辛勤劳动成果!衷心感谢唐建国、郭金龙两位同事对整理、编辑付出的辛勤劳动!

作者

2010年12月

铝板带箔是国民经济发展的重要基础材料,市场需求强劲。国家中长期科学和技术发展规划纲要指出,鼓励发展铝的深加工和新型铝合金材料。20世纪末,铝板带箔的产品结构、档次发生了重大变化,航空航天铝合金板,高性能、高精度、高表面质量的“高精尖”铝板带箔成为市场主导,但我国市场所需高档产品仍靠进口,国家铝加工业的发展面临严峻的挑战。在此背景下,中铝西南铝板带有限公司、西南铝业(集团)有限责任公司、中南大学、洛阳有色金属加工设计研究院等单位共同完成了“铝及铝合金现代化热连轧技术与工艺开发”项目。通过自主设计, 引进、吸收、消化和集成创新,在我国建设了首条现代化铝热连轧生产线,实现铝板带箔加工装备与技术的升级换代,引领国内铝现代化热连轧短流程生产线建设潮流,推动我国铝加工方式由粗放型向集约型的转变。该项目总体技术达到国际先进水平, 使我国铝板带加工技术水平跨入世界先进行列。2008年该项目获国家科学技术进步一等奖。

热连轧是生产高档铝及铝合金板带产品的现代化装备与技术。采用热粗轧机和多机架热精轧机串连的连轧方式生产铝及铝合金板带产品,与单机架、双机架传统热轧相比,不仅产品尺寸和形状精度高, 表面质量优良;而且生产的产能大,效率高,能耗低,成本低。本书介绍了铝热连轧技术发展的概况、设备组成及其技术特点,并以现代Alunorf铝热连轧生产线为例进行了说明;阐述了铝热连轧金属流变、组织结构演变的基本原理、板带材尺寸精度、凸度与平直度、表面质量控制的原理以及控制模型及技术;阐述了铝及铝合金热连轧板带产品后续冷轧、退火过程中组织与织构的变化规律与机理,以及冷轧薄板成形性能的预测模型与控制方法。

本书在总结国内外同行及作者科研团队研究成果的基础上,重点在铝热连轧原理、控制模型基础方面进行阐述,学术思想新颖,内容丰富。本书涉及材料、机械、自动控制等多学科知识与技术,是一本系统论述铝热连轧原理与技术的著作。它不仅丰富了铝合金塑性加工理论与技术,填补了铝合金热连轧书籍的空白;而且为进一步发展铝热连轧技术提供了参考,将对我国铝加工工业的发展起到促进作用。

左铁镛

2010年12月